יורשות

הבנה מתמשכת (רעיון גדול 3 — אחסון ומעבר מידע): מערכות חיות מאחסנות, מחזירות, מעבירות ומוגבות למידע החיוני לתהליכי החיים.

מטרה לימודית 5.1.A: להסביר כיצד המיוזה מובילה למעבר כרומוזומים מדור לדור.

• 5.1.A.1 המיוזה היא תהליך המבטיח יצירת תאי גמטה haploid, המכונים לעיתים תאי בת, באורגניזמים diploid הנמצאים בהכפלה מינית.
• 5.1.A.2 המיוזה I כוללת את השלבים הבאים:
  • i. פרופייז I: כרומוזומים הומולוגיים נשזרים זה עם זה ועוברים קונדנסציה, מתרחשת סינפסיס ולאחר מכן עשויים להיווצר כיאזמות, אקסטנד מיוטי מתחיל להתפתח, הcentrosomes נעים לקוטבי התא הנegatim, והמעטפת הגרעין מתפרקת.
  • ii. מטאפייז I: סיבי אקסטנד מיוטי מיישרים זוגות כרומוזומים הומולוגיים לאורך המשווה של התא ללוח המטאפייז.
  • iii. אנאפייז I: כרומוזומים הומולוגיים נפרדים, בעוד שהכרומוטידים האחים נשארים מחוברים, כאשר סיבי האקסטנד מיוטי מושכים את הכרומוזומים לקוטבים.
  • iv. טלופייז I: האקסטנד המיוטי מתפרק, מעטפת גרעין חדשה מתפתחת, חריץ צמצום (בתא חי) או פלטת תא (בתא צמח) נוצרים, וקינוקינזה מתרחשת. שני תאי בת haploid נוצרים ( בסוף המיוזה I).
• 5.1.A.3 המיוזה II כוללת את השלבים הבאים:
  • i. פרופייז II: האקסטנד המיוטי נוצר; כרומוטידים אחים מחוברים בcentromere נצמדים לאקסטנד המיוטי.
  • ii. מטאפייז II: כרומוזומים מיישרים לאורך לוח המטאפייז; הקינטוכור של כל כרומוטיד נצמד למיקרוטובול המمتד מהקוטבים.
  • iii. אנאפייז II: חלבונים בcentromeres מתפרקים, וכרומוטידים אחים נפרדים ומושכים לקוטבים הנegatim בתוך התא.
  • iv. טלופייז II: האקסטנד המיוטי מתפרק, מעטפת גרעין חדשה מתפתחת, חריץ צמצום (בתא חי) או פלטת תא (בתא צמח) נוצרים, הכרומוטידים מתחילים בקונדנסציה הפוכה, וקינוקינזה מתרחשת. ארבעה תאי בת haploid נוצרים, כל אחד עם כרומוטיד שאינו משועתק.

מטרה לימודית 5.1.B: לתאר דמיונות והבדלים בין שלבי המיטוז המיוזה ותוצאותיהן.

• 5.1.B.1 מיטוז ומיוזה דומים בשימוש בארגון אקסטנד להעברת כרומוזומים אך שונים במספר התאים המופקים ובתוכן הגנטי של תאי הבת.

הבנה מתמשכת (רעיון גדול 3 — אחסון ומעבר מידע): מערכות חיות מאחסנות, מחזירות, מעבירות ומוגבות למידע החיוני לתהליכי החיים.

מטרות למידה 5.2.A: הסבר כיצד תהליך המיוזיס יוצג מגוון גנטי.

• 5.2.A.1 הפרדה נכונה של כרומוזומים הומולוגיים במיוזיס I וכרומטידים אחיות במיוזיס II מבטיחה שכל גמטה תקבל ערכה חפלואידית (1n) המורכבת משילוב של כרומוזומים מאב ומאם. כאשר מתרחשת הפרדה לא נכונה (אי-התפרקות), הגמטות אינן חפלואידיות יותר.
• 5.2.A.2 במהלך פרופאז I של המיוזיס, כרומטידים שאינן אחיות מחליפות חומר גנטי באמצעות תהליך הנקרא צלילה (רקומבינציה), מה שמגדיל את המגוון הגנטי בין הגמטות הנובעות.
• 5.2.A.3 רבייה מינית באוקריוטים מגדילה את השונות הגנטית, לרבות צלילה, פריסה אקראית של כרומוזומים במהלך המיוזיס והחשפה הבאה של גמטות.
  • הצהרת פסילה: ידע בפרטי מחזורי הרבייה המינית בצמחים ובעלי חיים שונים אינם בתחום ההתייחסות לבחינת AP.

הבנה קיימת (רעיון גדול 1 — התפתחות): תהליך האבולוציה מניע את המגוון וההתאחדות של החיים.

הבנה מתמשכת (רעיון גדול 3 — אחסון ומעבר מידע): מערכות חיות מאחסנות, מחזירות, מעבירות ומוגבות למידע החיוני לתהליכי החיים.

מטרות למידה 5.3.A: הסבר על הירث של גנים ותכונות כפי שתואר בחוקי מנדל.

• 5.3.A.1 חוקי ההפרדה והפריסה העצמאית של מנדל ניתנים להחלה על גנים הנמצאים בכרומוזומים שונים.
• 5.3.A.2 ברוב המקרים, החשפה מעורבת בהיתוך של שתי גמטות חפלואידיות, המשחזר את המספר הדיפלואידי של הכרומוזומים ומגדיל את השונות הגנטית באוכלוסיות על ידי יצירת שילובים חדשים של אללים בזיגוטה.
  • i. כללי סבירות יכולים להיות מוחלים כדי לנתח העברת תכונות של גן יחיד מההורים לצאצאים.
  • ii. צלילים מונוהיברידיים, דיהיברידיים ובדיקתיים יכולים לשמש לקביעת האם אללים הם דומיננטיים או רסיסיביים.
  • iii. הגנוטיפ של אורגניזם הוא סט האללים שהורשו עבור גן אחד או יותר על ידי אורגניזם יחיד. גנוטיפ של אורגניזם יכול להיות הומוזיגוטי או היטרוזיגוטי לכל גן.
  • iv. הפנוטיפ של אורגניזם הוא הביטוי הנצפה של התכונות המורשות.
  • v. דפוסי ירث (אוטוזומלי, קישור גנטי, קישור למין) והאם אלל הוא דומיננטי או רסיסיבי יכולים לעיתים קרובות להיות נבואים מהנתונים, כולל משפחות (pedigrees). טבלאות פאנלט יכולות לשמש לחיזוי הגנוטיפים והפנוטיפים של הורים וצאצאים.
  • משוואה (חוקי סבירות): אם $A$ ו$B$ הם בלתי תואמים, אז: $P(A \text{ or } B) = P(A) + P(B)$
  • משוואה (חוקי סבירות): אם $A$ ו$B$ הם עצמאיים, אז: $P(A \text{ and } B) = P(A) \times P(B)$

הבנה מתמשכת (רעיון גדול 3 — אחסון ומעבר מידע): מערכות חיות מאחסנות, מחזירות, מעבירות ומוגבות למידע החיוני לתהליכי החיים.

מטרות למידה 5.4.A: הסבר על סטיות מדגם הירש של מנדל לתכונות.

• 5.4.A.1 דפוסי ירש של תכונות רבות אינם עוקבים אחרי היחסים הנבואים על ידי חוקי מנדל וניתן לזהות אותם באמצעות ניתוח כמותי, כאשר היחסים הפנוטיפיים הנצפים שונים סטטיסטית מהיחסים הנבואים.
  • i. גנים הממוקמים באותו כרומוזום נקראים קשורים גנטית. האפשרות שגנים קשורים אלו יתפרקו יחד במהלך המיוזה יכולה לשמש לחישוב מרחק המפה (או יחידות מפה) ביניהם על הכרומוזום. חישוב זה נקרא מיפוי גן או מיפוי גנטי.
  • ii. דומיננטיות משותפת מתרחשת כאשר הפנוטיפ מכל אחד מהאללים מתבטא כך שההטרוזיגוט יהיה בעל פנוטיפ שונה מזה של כל אחד מההomozygotes.
  • iii. דומיננטיות לא מלאה מתרחשת כאשר אף אחד מהאללים של גן אינו יכול להסתיר את השני, ולכן הפנוטיפ של ההטרוזיגוט הוא גרסה מעורבת של הפנוטיפים הדומיננטי והרסיסיבי.
• 5.4.A.2 חלק מאפיינים, הנקראים אפיינים הקשורים למין (X- או Y-linked), נקבעים על ידי גנים בכרומוזומי המין. תבנית המורשת של אפיינים אלו לעיתים קרובות ניתנת לחיזוי מהנתונים, כולל ערכי משפחה, המעידים על הגנוטיפים והפנוטיפים של ההורים והצאצאים.
  • דוגמאות מדגמות ל- EK 5.4.A2:
    • אפיינים הקשורים למין (X- או Y-linked) נמצאים בכרומוזומי המין.
    • אפיינים הקשורים למין (X- או Y-linked) מורשים בקצב גבוה יותר בפרטים XY מאשר בפרטים XX.
    • במינים מסוימים, הבסיס הכרומוזומלי לקביעת המין אינו מבוסס על כרומוזומי X ו-Y (למשל, ZW בציפורים, haplodiploidy בדבורים).
• 5.4.A.3 פליאוטרופיה היא תופעה שבה הביטוי של גן יחיד מוביל למספר אפיינים או השפעות; אפיינים אלו אינם מתפרקים באופן עצמאי.
• 5.4.A.4 חלק מאפיינים נובעים ממורשת שאינה גרעינית.
  • i. כלורופלסטים ומיטוכונדריה מתפרקים באופן אקראי לגמטות ולתאי בת; לפיכך, אפיינים הנקבעים על ידי DNA של כלורופלסט ומיטוכונדריה אינם עוקבים אחרי הכללים המנדליים הפשוטים.
  • ii. בחיות, מיטוכונדריה מועברות לרוב על ידי הביצה ולא על ידי הזרע; לפיכך, אפיינים הנקבעים על ידי ה-DNA המיטוכונדריאלי הם בדרך כלל מורשת אם-צדדית.
  • iii. בצמחים, מיטוכונדריה וכלורופלסטים מועברים בביצית ולא באבקה; מכאן, אפיינים הנקבעים על ידי מיטוכונדריה וכלורופלסט הם בדרך כלל מורשת אם-צדדית.

הבנה מתמשכת (רעיון גדול 4 — אינטראקציות מערכת): מערכות ביולוגיות אינטראקטיות, ומערכות אלו ואינטראקציותיהן מציגות תכונות מורכבות.

מטרת למידה 5.5.A: הסבר כיצד אותו גנוטיפ יכול להוביל למספר פנוטיפים תחת תנאי סביבה שונים.

• 5.5.A.1 תנאי הסביבה משפיעים על ביטוי גנים ועלולים להוביל לפלסטיות פנוטיפית (למשל, היכולת של גנוטיפים פרטניים לייצר פנוטיפים שונים).
  • דוגמאות מדגמות ל-EK 5.5.A1:
    • גובה ומשקל באדם
    • צבע פרחים בהתבסס על pH הקרקע
    • צבע פרווה עונתי בבעלי חיים ארקטיים
    • קביעת מין בזוחים
    • השפעת הגברת קרני UV על ייצור מלנין בעלי חיים
    • נוכחות סוג הזוגות הנגדי בייצור פרומונים בשמרים ובפטריות אחרות